Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Итак, общим акцептором, принимающим аминогруппу от большинства аминокислот, является а-кетоглутарат. Образовавшийся 1.-глутамат служит для того, чтобы направлять аминогруппы на определенные биосинтетические пути (гл. 22) н в ту конечную последовательносп реакций, посредством которой образуются продукты азотистого обмена, выводимые затем из организма. Реакции, катализируемые трансаминазамн, легко обратимы, поскольку их константы равновесия близки к 1,0. Это означает, что величина гзбо' для таких реакций близка к нулю (разд.
14.3). У всех трансаминаз имеется прочно связанная простетическая группа, и механизм их действия одинаков. Просгетической группой трансаминаз служит пиридоксальфоефапг — производное пиридоксина, или витамина Ве (равд. 10.8). Пирндоксальфосфат действует как про- РАСЩЕПЛЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ О ! О=Р— О ! О СН, 1 Пнрндохсамннфосфаг ,у х„н !~фф ' )ЧН Н ОН СН ОН к, ) — сн,— ~ е,~йф! + О=С-~де -;"~-', ! К, ! С=О + .
-СН,— )~В„:"фб СОО Приходящая икогохнслота 2 В Уходлшдл аминокислота 2 Рпе. 19-2. Проегегнчеееел группа грхнеемннез. Пнродохехпьфоефег 1Л) н его емннлроееннел форме-пнрндохеемннфоефег 1Б) зго прочно спеченные коферменты гренеемннез. Фунхционельные группы, ог которых зависит нх дейстене, похлзены не красном фоне. В. Пнрплохеельфоефег и~реет роль променугочного переноечнее емнногрупп прн лейщ енн трансаминлз. Е ознлчеег здесь ферменгный белое. е - прочно еыплнснг — с — гхю н - сн,— с- н+ со, о о Перуеег Аееглхьлегил ный перндохелльфоефег. Тренеемннлзы хегелнзнруюг бнмолехулерные реакции, протекающие пе мехеннзму типа «пннг-понг».
Первый субстрат — и-емннохнелоге 1, отдав свою емнногруппу, похндеег фермент е виде и-хегохнелоты до того, ххх е ферменту прнеееднннгех второй субстрат — п-хегохнепогл 2. межуточный переиосчик амипогрупп в активном центре трапсамипаз 1рис. 19-2). Во времн каталитического цикла он претерпевает обратимые переходы между альдегидиой формой 1ииридоксальфасфа1и), способной присоединять аминогруппы, и амипироваппой формой 1пиридоксалгинфасфагп), способной передавать аминогруппы иа а-кетоглутарат. Таким образом, эта простетическая группа действует как обратимый ГЛ.
19. ОКИСЛИТЕЛЪНОЕ О О=Р— О 1 Пнрндоксальфосфат Сн, СОО Н Прнхолншня аминохнглста! СОО Уходяшая а-котокислота! Н вЂ” С-4ЙЙ + О=С-~ВД~1~! ! вгюю СОО Н переносчик амипогрупп от а-аминокислоты на а-кетоглутарат 1рис. 19-2). Трапсамииазы — классический пример ферментов, катапизирующих бимолекуляриые реакции, протекающие по механизму типа «пинг-понг» (разд. 9.3). В таких реакциях первый субстрат должен уйти из активного центра фермента ло того, как второй субстрат сможет к нему присоединиться. Сначала с активным центром фермента связывается приходящая аминокислота, которая отдает свою аминогруппу пирилоксальфосфату и в форме а-кетокислоты покидает активный пептр. Затем с активным центром связывается приходящая а-кетокислота; оиа принимает ампиогруппу от пирилоксаминфосфата и отделяется от активного центра, теперь уже в форме амииокислоты.
На рис. 19-3 видно, что карбонильнвя группа связанного с ферментом пиридоксальфосфата взаимодействует с а-амипогруппой приходящей аминокислоты, в результате чего образуется промежуточный продукт, представляющий собой ковалсвтное соединение — игиффана асио- ЧАСТЫ!. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ ('у- фф" О=Р— О ! О ! СНз я, ! н — с —:",й(1~; + ! СОО Прнходявая анмннокнслога 1 О=-С йн э~". он н, < +(Ьо. -н,о О=-. Р— О ! 0 сн, О ! О=Р— О ! О сн, я, н / ( СОО" н Уходяшая а-кетокнслота 1 я, -' Ъ< ОН (нлн прнходяшея а кетокнслота 2 е обрдтнон реакции) ванне.
Затем происходит. сдвиг двойной связи С=Я и гидролитическое отщепление углеродного скелета аминокислоты; при этом ее аминогруппа остается ковалентно связанной с простетической группой в форме пиридоксаминфосфата. Пиридоксаминфосфат образует теперь шиффово основание с приходящим гх-кетоглутаратом, на который и переносится Рнс. ! 9-3.
Схемв„поясняюшвя действне пири. дохсяльфосфхте в трвнсвмннхзях. Амнногруппе прнходшшй х-вмннокнслоты (Л) взенмодейст- вует с кхрбоннльной группой пнрвдокшльфгю- фата, прочно связхнного с ферментом. Прн этом в хвчестве промшкушчного продукта об- разуется шпффово основвнне (Бг «оторае пере- ходят зятем в свою твутомерную форму ((й. Посяедняя гхдролнзуется с обреювеннем со- ответствуюшей п-кетокнслоты, которая удаля- ется, в то время квк вмнногруппх осэвется «оввлснтно связанной с трхнсямннвэой в фор- ме пнрнлоксвмннфосфвтв (Г(.
Поскольку этн ревхпнн обратимы, вмнннроввнняя форма трвнсхмннязы передаст затем свою ямнногруп- пу нв прнходяШую и-кстокнслоту 2, в рсзультв- те чего образуется новая аминокислота. н" ° Б О О=Р—.О э)( ! О ! сн, '="-'-Р: ОН СНэ -но но аминогруппа; перенос совершается, по сути. путем обращения тех реакций, в которых образовался пиридоксаминфосфат. В медицине определение алании-трансаминазы и аспартат-трансаминазы в сыворотке крови служит важным методом диагностики и оценки результатов лечения при инфаркте миокарда. Этот же метод используется и для обнаружения токсического действия некоторых химических реактивов (дополнение 19-1). 19.2.
Аммиак образуется из Глутамвта Мы уже видели, что почти все а-аминокислоты отдают свои аминогруппы в реакции трансаминирования с и-кетоглутаратом, приводящей к образованию 1 глутамата. Каким образом эти аминогруппы отщепляются от глутамата и в какой форме они выводятся из ор(.аннзма? ГЛ !Ч ОКИСЛИТЕЛЪНОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ 575 Дополнение 19-1. Определение содержания грансаминаз и других ферментов в крови используется в медицине для диагностики Алании-трвнсаминаза (называемая также глутамат-пнруват — трансаминазой, ГПТ) и аспартат-трансаминаза (называемая также глутамат-оксалоацетат--трансаминазой, ГОТ) играют важную роль в диагностике заболеваний сердца и печени.
Тромбоз какой-либо из ветвей коронарной артерии вызывает местную аноксию и в конечном итоге отмирание одного из участков сердечной мышцы, так называемый инфаркт миокарда. При этом заболевании алании-трансаминаза и аспартат-трансаминаза вместе с другими ферментами выходят из поврежденных клеток миокарда и попадают в кроваток. Определение в сыворотке крови концентрации этих двух трансаминаз и еше одного фермента миокарда, креатинкиназы, может дать ценную информацию о степени тяжести и о стадии повреждения сердечной мьппцы.
Креатинкиназа-первый фермент миокарда, появляюшийся в крови после приступа ишемической болезни. Он также быстро исчезает из крови. Во вторую очередь появляется ГОТ, а затем ГПТ. Из поврежденных клеток миокарда или из клеток, испытывающих недостаток кислорода, выходит наружу и попадает в кровоток также и лактатдегидрогеназа. Определение ГОТ и ГПТ в сыворотке крови играет важную роль и в диагностике профзаболеваний. Таким путем выявляются повреждения печени у лиц, работаюших с различными органическими растворителями (четыреххлористым углеродом, хлороформом и т.п.), применяемыми в химической и других отраслях промышленности, в также, например, для сухой чистки одежды. Эти растворители вызывают дегенерацию ткани печешь в результате чего из поврежденных клеток поступают в кровь различные ферменты.
Удобнее всего при систематических анализах крови у лиц, соприкасающихся с такими химическими вешествами, определять содержание трансаминаз, так как активность этих ферментов в печени очень высока и даже самые малые их количества легко поддаются обнаружению. Определение уровня различных ферментов в сыворотке крови служит источником важной информации при целом ряде заболеваний. Окислительное дезаминироваиие глутамата катализируется Ь глутаматдегидрогеназой, для которой акцептором восстановительных эквивалентов служит ЖАР': Ь-глутамат + ХАО' + Н,О а-Кетоглутарат + ХН4 + + КЛОН + Н+, Этот фермент присутствует только в митохондриях, где он солержится в матриксе. Именно глутаматдегидрогеназа ответственна за большую часть аммиака, образующегося в животных тканях, потому что глутамат-это единственная аминокислота, способная таким путем с большой скоростью отшеплять свою иаминогруппу.
Понятно поэтому, что глу- тамат и глутаматдегидрогеназа играют совершенно особую роль в обмене аминогрупп. Глутаматдегидрогеназа †сложн аллостерический фермент. Молекулярная масса глутаматдегидрогеназы равна приблизительно 300000. Молекула этого фермента состоит из шести идентичных субьединип„каждая из которых представляет собой одну полипепгидную цепь, построенную из 500 аминокислотных остатков. Положительным модулятором фермента, оказываюшим на него сильное активируюшее действие, служит АОР и ингибитором — ОТР (продукт сукцинил- СоА-синтетазной реакпии в пакле лимонной кислоты; разд.
16.5,д). Всякий р~э, когда клеткам печени требуется больше 576 ЧАСТЬ и. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ топлива для цикла лимонной кислоты, с тем чтобы они могли образовать больше АТР, активность глутаматдегидрогеназы повышается, вследствие чего появляется п-кетоглутарат, ко~орый может быть использован в цикле лимонной кислоты, и высвобождается аммиак — для выведения из организма. Если же в митохондриях в результате усиленной работы цикла лимонной кислоты накапливается ОТР, то окислительное дезаминирование глутамата подавляется. Аммиак может и сохраняться, а затем использоваться для синтеза аминокислот. В этом случае глутаматдегидрогеназа действует в обратном направлении, т.е. катализирует восстановление аммиака и о-кетоглутарата с образованием глутамата. Эта реакция, однако, ие является простым обрашеннем МА В-зависимой реакции, представленной выше; вместо ХАВ в ней участвует ХАВР: ХАВРН + Н + ХНл + + о-Кетоглутарат' -+ МАВР' + Глутамат + Н,О.
То обстоятельство, что глутаматдегидрогеназа использует разные коферменты для отшепления и присоединения аммиака, обеспечивает независимую регуляцию этих двух реакций-дезаминирования глутаматв и аминнрования о-кетоглутарата, хотя обе реакции катализируются одним и тем же ферментом. Обратимся теперь в соответствии с темой предыдущих глав к рассмотрению окислительных путей, на которые направляются дезаминированиые аминокислоты. Речь пойдет о катаболических путях, обеспечивающих окисление главных питательных веществ н их использование в качестве источника энергии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
